JP7279499B2 - temperature measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、モータのロータの温度を計測する装置に関する。 The present invention relates to a device for measuring the temperature of a rotor of a motor.
モータの温度を計測する温度センサの中には、次のように構成されたものがある。温度センサは、モータのハウジングの内面に設置されている。そして、ロータから発せられる輻射熱を計測することにより、ロータの温度をロータに接触することなく計測する。そして、このような技術を示す文献としては、次の特許文献1がある。 Some temperature sensors for measuring the temperature of a motor are configured as follows. A temperature sensor is installed on the inner surface of the housing of the motor. By measuring radiation heat emitted from the rotor, the temperature of the rotor is measured without contacting the rotor. As a document showing such a technique, there is the following Patent Document 1.
上記の温度センサによれば、回転するロータの温度を計測することができる。その温度に基づいて、モータの出力が過大であるか否か等を判断することができる。それにより、過大トルクの印加等を回避して、モータの信頼性を確保することができる。 The temperature sensor described above can measure the temperature of the rotating rotor. Based on the temperature, it is possible to determine whether or not the output of the motor is excessive. As a result, the application of excessive torque can be avoided, and the reliability of the motor can be ensured.
しかしながら、上記の技術では、温度センサに対してロータが相対回転するため、温度センサは、常にロータの同じ部分の温度を計測することはできない。そのため、ロータの温度を精度よく計測することや、ロータの温度変化の傾向を正確に把握することは、難しい。 However, in the above technique, the rotor rotates relative to the temperature sensor, so the temperature sensor cannot always measure the temperature of the same portion of the rotor. Therefore, it is difficult to accurately measure the temperature of the rotor and to accurately grasp the tendency of the temperature change of the rotor.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロータの温度やロータの温度変化の傾向を、精度よく取得できるようにすることを主たる目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to enable accurate acquisition of the temperature of the rotor and the tendency of the temperature change of the rotor.
本発明の温度計測装置は、ロータとステータとを有するモータの、前記ロータの温度を計測する。前記ロータは、所定の軸線回りに回転自在に設けられ且つ永久磁石が取り付けられている。ステータは、コイルが取り付けられている。前記モータは、前記永久磁石と前記コイルとの共働により前記ロータに前記軸線回りのトルクを発生させる。 A temperature measuring device of the present invention measures the temperature of a rotor of a motor having a rotor and a stator. The rotor is rotatable around a predetermined axis and has permanent magnets attached thereto. The stator is fitted with coils. The motor causes the rotor to generate torque about the axis through the cooperation of the permanent magnets and the coils.
前記温度計測装置は、温度センサと送信部と受信部とを有する。前記温度センサは、前記ロータ又はそれと共に回転する回転体に固定されており、前記ロータの所定部分の温度を計測する。前記送信部は、前記ロータ又はそれと共に回転する回転体に固定されており、前記温度センサから前記温度に関する情報である温度情報を取得して、前記ロータの外部に送信する。前記受信部は、前記ロータの外部に前記ロータと共に回転することのない状態で設置されており、前記送信部により送信された前記温度情報を受信する。 The temperature measuring device has a temperature sensor, a transmitter, and a receiver. The temperature sensor is fixed to the rotor or a rotating body that rotates therewith, and measures the temperature of a predetermined portion of the rotor. The transmitter is fixed to the rotor or a rotating body that rotates therewith, acquires temperature information, which is information about the temperature, from the temperature sensor, and transmits the temperature information to the outside of the rotor. The receiving unit is installed outside the rotor without rotating with the rotor, and receives the temperature information transmitted by the transmitting unit.
本発明によれば、温度センサは、ロータ又はそれと共に回転する回転体に固定されているため、ロータに対して相対回転しない。そのため、ロータが回転しても、温度センサはロータの温度を精度よく計測できる。さらに、温度センサは、常にロータにおける同じ部分の温度を計測するため、ロータにおける計測箇所が変化する場合に比べて、ロータの温度変化の傾向を正確に把握することができる。そして、その温度情報を送信部により、ロータの外部の受信部に送信することにより、その温度情報をロータの外部に持ち出すことができる。その温度情報に基づいて、モータを精度よく制御することができる。 According to the present invention, the temperature sensor is fixed to the rotor or a rotating body that rotates therewith, so that it does not rotate relative to the rotor. Therefore, even if the rotor rotates, the temperature sensor can accurately measure the temperature of the rotor. Furthermore, since the temperature sensor always measures the temperature of the same portion of the rotor, it is possible to accurately grasp the tendency of the temperature change of the rotor, compared to the case where the measurement location of the rotor changes. Then, the temperature information can be taken out of the rotor by transmitting the temperature information to the reception section outside the rotor by the transmission section. Based on the temperature information, the motor can be accurately controlled.
次に本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the gist of the invention.
[第1実施形態]
図1は、本実施形態の温度計測装置及びその周辺を示す概略図である。車両90は、車体91と4つのタイヤ60と2つのモータ20とを有する。2つのモータ20は、前側の左右の各タイヤ60の内側に設置されているインホイールモータであって、自身に対応するタイヤ60を、他の3つのタイヤ60から独立して駆動する。本実施形態では、各タイヤ60は、通常の空気入りのタイヤである。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a temperature measuring device of this embodiment and its surroundings. A
さらに、車両90は、モータ20を制御する制御部10と、タイヤ60の空気圧を監視するタイヤ圧監視システム70(TPMS)と、モータ20の温度を計測する温度計測装置80とを有する。タイヤ圧監視システム70は、空気圧センサ72と送信部73と受信部76と表示部77とを有する。送信部73及び受信部76は、温度計測装置80の一部も構成している。温度計測装置80は、送信部73及び受信部76に加え、温度センサ82及び推定部87を有する。
Further, the
図2は、図1に示す前側の右側のタイヤ60、並びにその内周側にあるホイール50及びモータ20等を、車両90の進行方向に見た断面図である。タイヤ60よりも内周側にはホイール50が設置されている。ホイール50は、ディスク部52とリム部56とを有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the front
リム部56は、円筒状の部材であってタイヤ60の内周側に設置されている。そのリム部56の内周側にディスク部52が設けられている。ディスク部52は、後述する軸部41に外嵌されて固定されてハブ部53と、ハブ部53から放射線状に延びてハブ部53とリム部56とを連結している複数本のスポーク部54とを有する。
The
モータ20は、ステータ30とロータ40とを有する。ステータ30は、円筒状の支持部33を有する。ロータ40は、軸部41と被支持部42と接続部43とアウタロータ部45とを有する。
軸部41は、支持部33の内周側において、自身の軸線X回りに回転自在に設置されている。被支持部42は、内径が軸部41の外径と略等しく、外径が支持部33の内径よりも若干小さい円筒状の部位であって、軸部41に外嵌されて固定されている。その被支持部42の外周面と支持部33の内周面との間に、ベアリング23が介装されている。これにより、被支持部42は、ベアリング23を介して支持部33に回転自在に支持されている。ロータ40を構成する各部材、すなわち、軸部41、被支持部42、接続部43及びアウタロータ部45は、ホイール50及びタイヤ60と一体で、軸線X回りに回転する。
The
アウタロータ部45は、内径が支持部33の外径よりも若干大きい円筒状の部位であって、支持部33に対して隙間を有して外嵌されている。接続部43は、被支持部42の軸線方向外方Dbの端とアウタロータ部45の軸線方向外方Dbの端とを接続している円盤状の部位であって、ディスク部52に固定されている。
The
図3は、図2に示すIII-III線の断面を示す図、すなわち、タイヤ60、ホイール50及びモータ20等を軸線方向外方Dbにみた断面図である。アウタロータ部45の内周縁部には、永久磁石44が周方向に間隔をおいて複数設けられている。そして、支持部33の外周縁部には、コイル34が設置されている。そして、永久磁石44とコイル34との共働により、ロータ40に軸線X回りのトルクが発生して、ロータ40、ホイール50及びタイヤ60が一体で回転する。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III--III shown in FIG. 2, that is, a cross-sectional view of the
再び図2を参照しつつ説明する。タイヤ圧監視システム70は、バルブ部材74を有する。そのバルブ部材74は、エアバルブ71と、前述の空気圧センサ72及び送信部73と、を有する。バルブ部材74は、リム部56に固定されている。よって、バルブ部材74は、タイヤ60、ホイール50及びロータ40と共に回転する。
Description will be made with reference to FIG. 2 again. Tire
エアバルブ71は、タイヤ60内から軸線方向外方Dbに突出するように設置されており、タイヤ60に空気を吸入可能に構成されている。空気圧センサ72及び送信部73は、リム部56の外周面、すなわちタイヤ60内に設置されている。空気圧センサ72は、タイヤ60の空気圧を計測して、その空気圧に関する情報である空気圧情報iPを、送信部73に送信する。送信部73は、その空気圧情報iPを、ロータ40、ホイール50及びタイヤ60を含む回転部の外部に無線送信する。
The
なお、空気圧情報iPは、空気圧が所定値よりも高いか否かを示す情報、すなわち空気圧が正常であるか否かの情報であってもよいし、空気圧自体を示す情報であってもよい。空気圧自体を示す情報である場合、受信側で、空気圧が正常であるか否かの判定を行う。 The air pressure information iP may be information indicating whether the air pressure is higher than a predetermined value, that is, information indicating whether the air pressure is normal, or information indicating the air pressure itself. If the information indicates the air pressure itself, the receiving side determines whether or not the air pressure is normal.
温度計測装置80は、前述の温度センサ82及び送信部73と、それらを繋ぐ通信線83とを有する。温度センサ82は、リム部56の内周面におけるアウタロータ部45の外周面に対向する位置に取り付けられている。温度センサ82は、アウタロータ部45から輻射される輻射熱(すなわち赤外線)を計測する。よって、温度センサ82は、アウタロータ部45に接触することなく、アウタロータ部45の温度を計測する非接触型のセンサである。
The
なお、リム部56の内周面に対する温度センサ82の取付け方法としては、ネジによる螺着や係合部材による係合等の機械的取付け、バンドによる取付け、接着、接合、埋込み、磁石による取付け、吸着、それらの組合せを例示する。
The method of attaching the
通信線83は、温度センサ82と送信部73とを通信可能に接続している。通信線83は、リム部56をタイヤ60の径方向に貫通することなく、温度センサ82側からバルブ部材74の内側を通過して送信部73に接続されている。温度センサ82は、取得した温度に関する情報である温度情報iTを、通信線83により送信部73に送信する。送信部73は、その温度情報iTを、ロータ40、ホイール50及びタイヤ60を含む回転部の外部に無線送信する。
A
次に、温度センサ82の設置位置について説明する。以下では、軸線Xの長さ方向を「軸線方向」とする。また、軸線方向における車体91側の方向を「軸線方向内方Da」とし、その反対方向を「軸線方向外方Db」とする。また、ディスク部52の軸線方向内方Daの端面52aから、タイヤ60とリム部56との接触部における軸線方向内方Daの端60aまでの軸線方向範囲を、「第1範囲R1」とする。
Next, the installation position of the
軸線方向(Da,Db)において、温度センサ82は、少なくともその一部が第1範囲R1に入るように配置されていることが好ましい。なぜなら、アウタロータ部45は、ディスク部52から軸線方向内方Daに延びるように設置される。そのため、もし仮にアウタロータ部45の軸線方向内方Daの長さが短いと、アウタロータ部45の軸線方向内方Daの端45aが、リム部56の軸線方向内方Daの端56aよりも軸線方向外方Dbに位置する。それにより、リム部56の軸線方向内方Daの端56a付近の内周面が、アウタロータ部45の外周面に対向しなくなる。
In the axial direction (Da, Db), the
その点、温度センサ82が、上記のように配置されていれば、温度センサ82が第1範囲R1よりも軸線方向内方Daに配置される場合に比べて、たとえ仮に「アウタロータ部45が軸線方向内方Daに小さくても」、アウタロータ部45の外周面に対向し易くなる。そのため、各サイズのアウタロータ部45に対して対応し易くなるからである。また、温度センサ82が第1範囲R1よりも軸線方向内方Daに配置される場合に比べて、温度センサ82が、ホイール50の軸線方向内方Daの開口から軸線方向外方Dbに入り込んだ位置に配されることになるので、当該開口から流入する空気による外乱の影響を抑えることができるからである。
In this regard, if the
より好ましくは、軸線方向(Da,Db)において、温度センサ82は、その全部が第1範囲R1内に収まるように配置されることである。上記の効果をより顕著に得ることができるからである。
More preferably, in the axial direction (Da, Db), the
以下では、第1範囲R1を軸線方向(Da,Db)に2等分した2つの範囲における軸線方向外方Db側の範囲を「第2範囲R2」とする。さらに好ましくは、軸線方向(Da,Db)において、温度センサ82は、少なくともその一部が第2範囲R2に入るように配置されることである。さらに好ましくは、軸線方向(Da,Db)において、温度センサ82は、その全部が第2範囲R2に入るように配置されることである。上記の効果をさらに顕著に得ることができるからである。そのため、本実施形態では、軸線方向(Da,Db)において、温度センサ82は、その全部が第2範囲R2に入るように配置されている。
Below, the range on the axial direction outer side Db side in two ranges which halved the 1st range R1 in the axial direction (Da, Db) is set to "2nd range R2." More preferably, the
次に再び図3を参照しつつ、温度センサ82により温度を計測する位置等について説明する。以下では、アウタロータ部45における空気圧センサ72に対向する位置を「第1位置p1」とする。また、第1位置p1と軸線Xとを結ぶ仮想直線Lと永久磁石44の外周側の端面との交点を「第2位置p2」とする。また、当該仮想直線Lと永久磁石44の内周側の端面との交点を「第3位置p3」とする。
Next, referring to FIG. 3 again, the positions and the like where the temperature is measured by the
温度センサ82は、第1位置p1の温度である第1温度T1を計測する。その第1温度T1に基づいて、後述する推定部87が、第2位置p2の温度である第2温度T2と、第3位置p3の温度である第3温度T3とを推定する。
The
図4は、リム部56、バルブ部材74、温度センサ82を軸線方向外方Dbに見た断面図である。以下では、この図のとおり軸線方向外方Dbに見て、バルブ部材74の重心と軸線Xとを結ぶ仮想直線を「バルブ線L1」とする。また、この図のとおり軸線方向外方Dbに見て、温度センサ82の重心と軸線Xとを結ぶ仮想直線を「温度センサ線L2」とする。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
バルブ線L1と温度センサ線L2とがなす角度θは、10°以下であることが好ましい。バルブ部材74の重心の近くに温度センサ82の重心が位置することにより、温度センサ82の設置による、リム部56等の重心位置の変動を抑制できるからである。また、バルブ部材74の近くに温度センサ82が配されることにより、温度センサ82をバルブ部材74の送信部73に接続し易くなるからである。このような効果をより顕著に得るため、上記の角度θは、5°以下であることが好ましい。そのため、本実施形態では、当該角度θは、5°以下になっている。なお、図4では、角度θを示すために、温度センサ82とバルブ部材74とを周方向に誇張してずらして示しているが、実際には、温度センサ82とバルブ部材74との周方向へのずれは、図示したものよりも小さくなっている。
The angle θ between the valve line L1 and the temperature sensor line L2 is preferably 10° or less. This is because, by locating the center of gravity of the
次に、再び図1を参照しつつ、タイヤ圧監視システム70及び温度計測装置80等の機能について説明する。受信部76、表示部77、推定部87及び制御部10は、車体91内に設置されている。よって、これらは、空気圧センサ72や温度センサ82や送信部73とは違い、タイヤ60、ホイール50及びロータ40と共に回転することはない。
Next, referring to FIG. 1 again, the functions of the tire
前述の通り、空気圧センサ72は空気圧情報iPを、温度センサ82は温度情報iTを、それぞれ送信部73に送信する。そして、送信部73は、前述の通り、それらの空気圧情報iP及び温度情報iTを、回転部の外部に無線送信する。
As described above, the
受信部76は、それらの無線送信された空気圧情報iP及び温度情報iTを受信して、表示部77及び推定部87に送信する。表示部77は、受信した空気圧情報iPが異常を示すものである場合、タイヤ60の空気圧が異常である旨を表示することにより、その旨をドライバ等に通知する。
The
推定部87は、受信部76から受信した温度情報iTから第1温度T1を取得し、それに基づいて第2温度T2及び第3温度T3を推定する。その推定の手法の詳細については後述する。
The
推定部87は、その推定した第2温度T2及び第3温度T3を制御部10に送信する。制御部10は、その第2温度T2及び第3温度T3に基づいて、モータ20を制御する。具体的には、例えば、第2温度T2又は第3温度T3が所定値よりも大きい場合には、モータ20の出力を制限する。
The
図5は、アウタロータ部45の各部位(δ)における温度(T)を示すグラフである。このグラフを参照しつつ、上記の第1温度T1とから、第2温度T2及び第3温度T3を推定する手法について説明する。
FIG. 5 is a graph showing the temperature (T) at each portion (δ) of the
当該手法については、次の2つが考えられる。まず第1に、推定部87は、例えば第1温度T1と、第2温度T2及び第3温度T3との関係を示すマップを有しており、そのマップ及び第1温度T1に基づいて、第2温度T2及び第3温度T3を推定するようにしてもよい。
The following two methods are conceivable. First, the estimating
また第2に、推定部87は、アウタロータ部45における第1位置p1から第2位置p2を経て第3位置p3に至る経路での熱流束qを取得し、その熱流束qと第1温度T1とから、第2温度T2及び第3温度T3を推定するようにしてもよい。具体的には、次のとおりである。
Secondly, the
以下では、第1位置p1から第2位置p2までの長さを「第1長さδ1」とする。また、第2位置p2から第3位置p3までの長さを「第2長さδ2」とする。また、第1位置p1から第2位置p2までの区間における熱伝導率を「第1熱伝導率λ1」とする。また、第2位置p2から第3位置p3までの区間における熱伝導率を「第2熱伝導率λ2」とする。熱方程式から、第2温度T2及び第3温度T3は、次の数1のとおりに表される。 Hereinafter, the length from the first position p1 to the second position p2 is defined as "first length δ1". Also, the length from the second position p2 to the third position p3 is defined as "second length δ2". Also, let the thermal conductivity in the section from the first position p1 to the second position p2 be “first thermal conductivity λ1”. Also, let the thermal conductivity in the section from the second position p2 to the third position p3 be “second thermal conductivity λ2”. From the heat equation, the second temperature T2 and the third temperature T3 are represented by the following Equation 1.
ここで、推定部87は、第1熱伝導率λ1、第2熱伝導率λ2、第1長さδ1、第2長さδ2との各値をデータとして持っている。よって、熱流束qを取得することができれば、その熱流束qと、計測された第1温度T1と、データとして持っている上記の各値(λ1,λ2)とを、上記の数1の上側の式に代入することにより、第2温度T2を求めることができる。さらに、その熱流束qと、計測された第1温度T1と、データとして持っている上記の各値(λ1,λ2,δ1,δ2)とを、上記の数1の下側の式に代入することにより、第3温度T3を求めることができる。
Here, the estimating
その熱流束qは、例えば、モータ20に入ってくる熱入力と、モータ20から出ていく熱出力とから、推定することができる。熱入力は、例えば、モータ20の消費電力から推定することができる。熱出力は、例えば、銅損、鉄損、機械損、冷却媒体による吸熱、ステータ30の温度、残留磁束密度等から推定することができる。その推定した熱入力及び熱出力から、上記の通り、熱流束qを推定することにより、第2温度T2及び第3温度T3を求めることができる。
The heat flux q can be estimated, for example, from the heat input into the
本実施形態によれば、次の効果が得られる。車両90のタイヤ60を駆動するモータ20のロータ40に対して、温度計測装置80を採用することができる。また、温度センサ82は、リム部56に固定されているため、アウタロータ部45に対して相対回転しない。そのため、第1温度T1を精度よく計測できる。
According to this embodiment, the following effects are obtained.
また、送信部73は、受信部76に対して相対回転することになるが、空気圧情報iP及び温度情報iTを受信部76に無線送信する。そのため、空気圧情報iP及び温度情報iTを有線により送信する場合とは違い、有線の途中に相対回転を逃がすための摺接子(ブラシ)等を設けなくても、送信部73は、空気圧情報iP及び温度情報iTを受信部76に送信することができる。
In addition, the
また、温度センサ82は、永久磁石44が設置され且つコイル34に近いため発熱し易いアウタロータ部45ではなく、リム部56に取り付けられているため、アウタロータ部45の温度が伝わり難い。そのため、アウタロータ部45の温度により、温度センサ82に障害が生じるリスクを抑えられる。また、温度センサ82が、もし仮にアウタロータ部45の外周面に取り付けられていれば、遠心力により温度センサ82が当該外周面から外側に外れてしまうおそれがある。その点、温度センサ82は、リム部56の内周面に取り付けられているため、遠心力により温度センサ82が外側に外れてしまうといった心配はない。
In addition, since the
また、温度計測装置80は、タイヤ圧監視システム70の送信部73を利用して、温度情報iTをロータ40の外部に送信するため、独自に送信部73を有する必要がなく、構成がシンプルになる。また、温度センサ82については、ホイール50の内側にあるので、外乱の影響が少ない。さらに、送信部73については、タイヤ60内にあるので損傷し難い。
In addition, since the
また、推定部87があるため、本実施形態の場合のように、永久磁石44の温度を直接計測しない場合にも、永久磁石44の温度を推定することができる。
Moreover, since the estimating
[第2実施形態]
次に第2実施形態について説明する。以下の実施形態では、それ以前の実施形態のものと同一の又は対応する部材等は同一の符号を付する。本実施形態については、第1実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the following embodiments, members that are the same as or corresponding to those in the previous embodiments are denoted by the same reference numerals. This embodiment will be described based on the first embodiment, focusing on points that differ from this.
図6は、第2実施形態において、タイヤ60及びモータ20を軸線方向外方Dbに見た断面図である。第1実施形態でいう「温度センサ82」は、本実施形態では第1温度センサ82であって、支持部33の外周部には、アウタロータ部45の内周面の温度を計測する第2温度センサ88が設けられている。第2温度センサ88も、第1温度センサ82と同様、非接触型のセンサである。アウタロータ部45の内周面は、第2温度センサ88に対して相対回転することになるので、第2温度センサ88は、アウタロータ部45の内周面の同じ部分の温度を計測することができず、アウタロータ部45の内周面の一周全体の平均温度を計測することになる。第2温度センサ88は、計測した温度に関する情報を推定部87に送信する。
FIG. 6 is a sectional view of the
再び図5を参照しつつ、本実施形態の推定部87による第2温度T2の推定について説明する。推定部87は、第2温度センサ88により計測された、アウタロータ部45の内周面の温度に基づいて第3温度T3を推定する。その第3温度T3と、計測された第1温度T1等とに基づいて、第2温度T2を推定する。詳しくは、次の通りである。上記の数1の2つの式によりqを消去して1つの式にすると、次の数2の式が得られる。
Estimation of the second temperature T2 by the
本実施形態でも推定部87は、第1実施形態の場合と同じく、第1熱伝導率λ1、第2熱伝導率λ2、第1長さδ1、第2長さδ2の各値を、データとして持っている。よって、それらの各値(λ1,λ2,δ1,δ2)と、計測された第1温度T1と、推定された第3温度T3とを、上記の数2の式に代入することにより、第2温度T2を求めることができる。
As in the first embodiment, the estimating
再び図6を参照しつつ説明する。第1温度センサ82と第2温度センサ88との温度計測タイミングは、少なくとも一部の温度計測タイミングどうしが重複することが好ましい。同じタイミングで計測することで、より精度よく第2温度T2を推定できるからである。第2温度センサ88は、第1温度センサ82に対して軸線方向(Da,Db)にずれていないことが好ましいが、軸線方向(Da,Db)にずれていても実施できる。
Description will be made with reference to FIG. 6 again. It is preferable that at least some of the temperature measurement timings of the
本実施形態によれば、第1温度センサ82により第1温度T1を計測するだけでなく、第2温度センサ88によりアウタロータ部45の内周面の温度を計測して第3温度T3も推定することにより、マップを用いたり、熱流束qを推定したりしなくても、第2温度T2を推定することができる。また、第1温度T1を計測するだけでなく、アウタロータ部45の内周面の温度も計測することにより、永久磁石44の温度をより精度よく推定できる。
According to this embodiment, not only the first temperature T1 is measured by the
[第3実施形態]
次に第3実施形態について説明する。本実施形態については、第1実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment will be described. This embodiment will be described based on the first embodiment, focusing on points that differ from this.
図7は、第3実施形態において、モータ20等を軸線方向(Da,Db)に直交する方向にみた断面図である。本実施形態では、モータ20は、車両90のタイヤ60を駆動するインホイールモータではなく、ヘリコプタやドローン等の有人又は無人の飛行体100のプロペラ69を駆動するものである。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
詳しくは、モータ20の軸部41にはプロペラ69が接続されており、プロペラ69はロータ40と共に回転する。ロータ40には、アウタロータ部45よりも外周側に突出する突出部59が取り付けられており、その突出部59に、温度センサ82と送信部73とが取り付けられている。温度センサ82と送信部73とは有線により通信可能に接続されている。送信部73は、ロータ40の外部の受信部に温度情報iTを無線送信する。
Specifically, a
本実施形態によれば、飛行体100のモータ20に対しても、温度計測装置80を実施することができる。
According to this embodiment, the
[他の実施形態]
以上の実施形態は、例えば次のように変更して実施できる。送信部73は、無線ではなく、有線により各情報を受信部76に送信するものであってもよい。また、第1及び第2実施形態において、温度計測装置80は、タイヤ圧監視システム70の送信部73とは別に、独自の送信部73を有していてもよい。
[Other embodiments]
For example, the above embodiment can be implemented by changing as follows. The transmitting
また、温度センサ82は、非接触型のセンサではなく、アウタロータ部45に直接取り付けられる接触型のセンサであってもよい。また、温度センサ82は、アウタロータ部45における永久磁石以外の部分の温度を計測するものではなく、永久磁石44の温度を直接計測するものであってもよい。また、第2実施形態において、第2温度センサ88は、非接触型のセンサではなく、アウタロータ部45の内周部に直接取り付けられる接触型のセンサであってもよい。
Also, the
また、第1及び第2実施形態において、モータ20は、前側の2つの各タイヤ60に対してではなく、後側の2つの各タイヤ60に対して設けられていてもよいし、4つの各タイヤ60に対して設けられていてもよい。また、第1及び第2実施形態において、タイヤ60は非空気入りのタイヤであって、空気圧センサ72及び表示部77が無くてもよい。
In addition, in the first and second embodiments, the
また、第3実施形態において、飛行体100は、ドローン等ではなく、翼を有する無人機や有人機等であってもよい。そして、プロペラ69は、当該飛行体100を前方に駆動するものであってもよい。
Further, in the third embodiment, the flying
20…モータ、30…ステータ、34…コイル、40…ロータ、44…永久磁石、56…リム、59…突出部、73…送信部、76…受信部、80…温度計測装置、82…温度センサ、iT…温度情報、p1…第1位置、T1…第1温度、X…軸線。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ロータ又はそれと共に回転する回転体(56,59)に固定されており、前記ロータの所定部分(p1)の温度(T1)を計測する温度センサ(82)と、
前記ロータ又はそれと共に回転する回転体に固定されており、前記温度センサから前記温度に関する情報である温度情報(iT)を取得して、前記ロータの外部に送信する送信部(73)と、
前記ロータの外部に前記ロータと共に回転することのない状態で設置されており、前記送信部により送信された前記温度情報を受信する受信部(76)と、
を有し、
前記ロータは、前記ステータの外周面よりも外周側に設けられているアウタロータ部(45)を有し、
前記永久磁石は、前記アウタロータ部に設置されており、
前記温度センサは、前記アウタロータ部の外周面と対向する位置に固定されており、前記アウタロータ部の外周面の温度を、当該外周面に接触することなく計測する非接触型の温度センサである、温度計測装置。 It has a rotor (40) rotatably provided around a predetermined axis (X) and having a permanent magnet (44) installed thereon, and a stator (30) having a coil (34) installed thereon. A temperature measurement device (80) for measuring the temperature of the rotor of a motor (20) that generates torque around the axis in the rotor by the cooperation of the magnet and the coil,
a temperature sensor (82) fixed to the rotor or a rotating body (56, 59) that rotates therewith and measuring a temperature (T1) of a predetermined portion (p1) of the rotor;
a transmitter (73) fixed to the rotor or a rotating body that rotates therewith, acquires temperature information (iT) that is information about the temperature from the temperature sensor, and transmits the temperature information (iT) to the outside of the rotor;
a receiving unit (76) installed outside the rotor without rotating with the rotor and receiving the temperature information transmitted by the transmitting unit;
has
The rotor has an outer rotor portion (45) provided on the outer peripheral side of the outer peripheral surface of the stator,
The permanent magnet is installed in the outer rotor section,
The temperature sensor is fixed at a position facing the outer peripheral surface of the outer rotor portion, and is a non-contact temperature sensor that measures the temperature of the outer peripheral surface of the outer rotor portion without contacting the outer peripheral surface. Temperature measuring device.
前記ロータは、前記タイヤ及びそのホイール(50)と一体で回転するものであり、
前記温度センサは、前記ホイールの内周面に設置されている、
請求項1に記載の温度計測装置。 The motor is an in-wheel motor that is provided on the inner peripheral side of a tire (60) of a vehicle (90) and rotates the tire,
The rotor rotates integrally with the tire and its wheel (50),
The temperature sensor is installed on the inner peripheral surface of the wheel,
The temperature measuring device according to claim 1 .
前記軸線の長さ方向を軸線方向とし、前記軸線方向における前記車両の車体(91)側の方向を軸線方向内方(Da)とし、軸線方向内方とは反対方向を軸線方向外方(Db)とし、前記ディスク部の前記軸線方向内方の端面(52a)から、前記タイヤと前記リム部との接触部における前記軸線方向内方の端(60a)までの軸線方向範囲を、第1範囲(R1)として、
前記軸線方向において、前記温度センサは、少なくとも一部が前記第1範囲に入るように配置されている、請求項2に記載の温度計測装置。 The wheel has a cylindrical rim portion (56) and a disk portion (52) provided on the inner peripheral side of the rim portion,
The longitudinal direction of the axis is defined as the axial direction, the direction toward the vehicle body (91) side in the axial direction is defined as axially inward (Da), and the direction opposite to the axially inward direction is defined as axially outward (Db ), and the axial range from the axially inner end surface (52a) of the disk portion to the axially inner end (60a) at the contact portion between the tire and the rim portion is defined as a first range (R1) as
3. The temperature measuring device according to claim 2 , wherein said temperature sensor is arranged such that at least a portion of said temperature sensor falls within said first range in said axial direction.
前記軸線方向において、前記温度センサは、少なくとも一部が前記第2範囲に入るように配置されている、請求項3に記載の温度計測装置。 The second range (R2) is the range on the outer side in the axial direction of the two ranges obtained by dividing the first range into two equal parts in the axial direction,
4. The temperature measuring device according to claim 3 , wherein said temperature sensor is arranged so that at least a portion of said temperature sensor falls within said second range in said axial direction.
前記送信部は、前記空気圧に関する情報である空気圧情報(iP)及び前記温度情報を、前記ロータの外部に送信するものである、
請求項2~4のいずれか1項に記載の温度計測装置。 said vehicle having a tire pressure monitoring system (70) for monitoring the pressure of said tires, said transmitter being part of said tire pressure monitoring system;
The transmission unit transmits air pressure information (iP), which is information about the air pressure, and the temperature information to the outside of the rotor.
A temperature measuring device according to any one of claims 2 to 4 .
前記軸線の長さ方向である軸線方向にみて、前記バルブ部材の重心と前記軸線とを結ぶ仮想直線(L1)と、前記温度センサの重心と前記軸線とを結ぶ仮想直線(L2)とがなす角度(θ)は、10°以下である、請求項5に記載の温度計測装置。 The tire pressure monitoring system has an air valve (71) for drawing air into the tire, an air pressure sensor (72) for measuring the air pressure of the tire, and a valve member (74) having the transmitter. ,
A virtual straight line (L1) connecting the center of gravity of the valve member and the axial line, and a virtual straight line (L2) connecting the center of gravity of the temperature sensor and the axial line, viewed in the axial direction, which is the longitudinal direction of the axial line. 6. The temperature measuring device according to claim 5 , wherein the angle ([theta]) is 10[deg.] or less.
前記温度センサにより計測された前記永久磁石以外の部分の温度に基づいて、前記永久磁石の温度(T2,T3)を推定する推定部(87)を有する請求項1~7のいずれか1項に記載の温度計測装置。 The temperature sensor measures a temperature (T1) of a portion of the rotor other than the permanent magnet,
An estimator ( 87 ) for estimating the temperature (T2, T3) of the permanent magnet based on the temperature of a portion other than the permanent magnet measured by the temperature sensor. A temperature measuring device as described.
前記ロータ又はそれと共に回転する回転体(56,59)に固定されており、前記ロータの所定部分(p1)の温度(T1)を計測する温度センサ(82)と、a temperature sensor (82) fixed to the rotor or a rotating body (56, 59) that rotates therewith and measuring a temperature (T1) of a predetermined portion (p1) of the rotor;
前記ロータ又はそれと共に回転する回転体に固定されており、前記温度センサから前記温度に関する情報である温度情報(iT)を取得して、前記ロータの外部に送信する送信部(73)と、a transmission unit (73) fixed to the rotor or a rotating body that rotates therewith, acquires temperature information (iT), which is information about the temperature, from the temperature sensor, and transmits the temperature information (iT) to the outside of the rotor;
前記ロータの外部に前記ロータと共に回転することのない状態で設置されており、前記送信部により送信された前記温度情報を受信する受信部(76)と、a receiving unit (76) installed outside the rotor without rotating with the rotor and receiving the temperature information transmitted by the transmitting unit;
を有し、has
前記温度センサは、前記ロータにおける前記永久磁石以外の部分の温度(T1)を計測するものであり、The temperature sensor measures a temperature (T1) of a portion of the rotor other than the permanent magnet,
前記温度センサにより計測された前記永久磁石以外の部分の温度に基づいて、前記永久磁石の温度(T2,T3)を推定する推定部(87)を有する、温度計測装置。A temperature measuring device, comprising an estimator (87) for estimating temperatures (T2, T3) of the permanent magnets based on temperatures of portions other than the permanent magnets measured by the temperature sensor.
前記推定部は、前記第1温度センサ及び前記第2温度センサにより計測された温度に基づいて、前記永久磁石の温度(T2,T3)を推定する、請求項8又は9に記載の温度計測装置。 A first temperature sensor (82) as the temperature sensor that measures the temperature (T1) of the outer peripheral surface of the rotor, and a second temperature sensor (88) that measures the temperature of the inner peripheral surface of the rotor. death,
10. The temperature measuring device according to claim 8 , wherein the estimator estimates the temperature (T2, T3) of the permanent magnet based on the temperatures measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor. .
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